近日，我校钟文英教授和徐波副教授团队有关喹唑啉基二维有机骨架结构材料的最新研究成果——A two-dimensional quinazoline based covalent organic framework with a suitable direct gap and superior optical absorption for photovoltaic applications发表在材料化学领域权威期刊Journal of Materials Chemistry A（影响因子10.733）上。31399金沙娱场城数理系徐波副教授是第一作者，徐波副教授和钟文英教授为共同通讯作者。
光伏发电是利用半导体的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池，最常见的光伏材料是半导体硅和卤素钙钛矿。但是由于半导体材料硅自身的电子结构，其在可见光以及红外光波段的光学吸收不强，这限制了硅基光电转换效率。卤素钙钛矿虽然具有目前最高的光电转换效率，但是由于其材料自身的稳定性问题和铅材料的毒性，实用化还比较遥远。寻找能够实用的，具有高光电转换效率的光伏材料是化学等多个学科的重要课题之一。
我校钟文英教授、徐波副教授研究团队研究发现一种喹唑啉基二维有机骨架结构材料（COF）是直接带隙的半导体材料，其禁带宽度只有1.2 eV左右，同时能够有效的吸收可见光和红外光的能量。通过理论预测，如果和硒化锌形成异质结时，光电转换效率可以高达22.35%。这个数值高于单结结构的硅基太阳能电池的效率，与现在卤素钙钛矿太阳能电池的效率相媲美。喹唑啉基二维有机骨架结构材料只有碳，氮等元素，没有重金属元素的危害，成本低，相对比重非常小，是一种很有潜力的光伏材料。该项工作报道了一种能够在光伏领域应用的二维有机材料，为寻找和设计新型光伏材料提供了新思路，同时也为COF材料提供了一种潜在的应用方向。
图1. 喹唑啉基二维有机骨架结构材料的光电转换效率极图
此项研究受到了国家自然科学基金面上项目、中国药科大学双一流创新团队项目（CPU2018GY25）等的资助。
撰稿人：王亚茹 撰稿单位：31399金沙娱场城